KR20100062405A - Air conditioner and control method thereof - Google Patents

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KR20100062405A
KR20100062405A KR1020080121039A KR20080121039A KR20100062405A KR 20100062405 A KR20100062405 A KR 20100062405A KR 1020080121039 A KR1020080121039 A KR 1020080121039A KR 20080121039 A KR20080121039 A KR 20080121039A KR 20100062405 A KR20100062405 A KR 20100062405A
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김경록
배동석
이제진
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: An air conditioner and a control method thereof are provided to improve the capability of air conditioning by controlling gas injection to a compressor according to the pressure of a low pressure pipe which reflects the change of air conditioning load in difficult environmental condition to measure outdoor temperature. CONSTITUTION: An air conditioner comprises: a compressor(10) which comprises a pressure inlet; a gas-liquid separator which is installed in a refrigerant flow path which includes the compressor; an injection pipe which transfers gas refrigerant which is separated by the gas-liquid separator to the pressure inlet of the compressor; a refrigerant valve(21) which is installed in the injection pipe; a pressure sensor(50) which senses the pressure of a low-pressure pipe which is connected to the intake side of a compressor; and a controller(30) which controls the refrigerant valve with an air conditioning load according to the pressure of the low-pressure pipe.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD THEREOF}Air conditioner and its control method {AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실외열교환기와 실내열교환기사이의 액관에 마련된 기액분리장치로부터 가스 냉매를 압축기로 주입할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner and a control method thereof, and more particularly, to an air conditioner capable of injecting a gas refrigerant into a compressor from a gas-liquid separator provided in a liquid pipe between an outdoor heat exchanger and an indoor heat exchanger, and a control method thereof. will be.

공기조화기에서 난방운전은 압축기로부터 토출된 가스 냉매를 실내 열교환기로부터 실외 열교환기로 순환시키는 것에 의해 수행된다. 이때, 실외열교환기는 증발기로 기능하여 외기로부터의 흡열이 행해지고, 실내열교환기는 응축기로 기능하여 방열을 통해 실내를 난방시킨다.The heating operation in the air conditioner is performed by circulating the gas refrigerant discharged from the compressor from the indoor heat exchanger to the outdoor heat exchanger. At this time, the outdoor heat exchanger functions as an evaporator to endotherm from the outside air, and the indoor heat exchanger functions as a condenser to heat the interior through heat dissipation.

난방 운전시에 외기온도가 낮으면, 충분한 난방 능력을 얻기 힘들다. 이러한 경우, 실내열교환기에서 응축되고 실외열교환기로 흐른 냉매 중에 가스 냉매의 혼입비율이 높아진다. 이 가스 냉매는 실외열교환기에 공급되더라도 외기로부터의 흡열 작용에는 대부분 기여하지 못한다. 따라서, 냉매에서 이 가스 냉매를 분리하고 분리된 가스 냉매를 압축기에 리턴시켜 압축기의 냉매 토출량을 증대시킬 필요가 있다.If the outside air temperature is low during the heating operation, it is difficult to obtain sufficient heating capacity. In this case, the mixing ratio of the gas refrigerant in the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger and flowed to the outdoor heat exchanger is increased. This gas refrigerant, even when supplied to the outdoor heat exchanger, does not contribute most to the endothermic action from the outside air. Therefore, it is necessary to increase the refrigerant discharge amount of the compressor by separating the gas refrigerant from the refrigerant and returning the separated gas refrigerant to the compressor.

이와 같이, 실내열교환기와 실외열교환기사이의 액관에 흐르는 냉매에서 분 리된 가스 냉매를 압축기의 흡입 측으로 주입시키는 것을 가스 주입(Vapor Injection)이라 한다. 이 가스 주입에 의해 압축기의 냉매 토출량이 증가하고, 증가된 냉매 토출량에 의해 공기조화기의 순환 냉매량이 증가되기 때문에 공기조화기의 능력이 향상된다. 이때, 가스 주입에 의해 압축기 모터에서 소모되는 소비전력이 증가하게 되므로, 공조 부하가 적은 경우보다는 공조부하가 큰 경우 가스 주입을 적용하는 것이 에너지 효율 면에서 잇점이 있다.As such, the injection of the gas refrigerant separated from the refrigerant flowing in the liquid pipe between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger to the suction side of the compressor is referred to as gas injection. The amount of refrigerant discharged from the compressor is increased by this gas injection, and the capacity of the air conditioner is improved because the amount of circulating refrigerant of the air conditioner is increased by the increased refrigerant discharge amount. At this time, since the power consumption consumed by the compressor motor is increased by the gas injection, it is advantageous in terms of energy efficiency to apply the gas injection when the air conditioning load is large rather than when the air conditioning load is small.

상기한 가스 주입방식을 사용하는 공기조화기는 난방운전시 공조부하의 변동이 반영되는 외기온도를 측정하고, 외기온도가 기준온도보다 낮으면 난방부하가 크다가 판단하여 가스 주입을 수행한다.The air conditioner using the gas injection method measures the outside air temperature reflecting the change in the air conditioning load during the heating operation. When the outside air temperature is lower than the reference temperature, the air conditioner determines that the heating load is large and performs the gas injection.

하지만, 실외열교환기에 흐르는 냉매와의 열교환원으로 물을 이용하는 수냉식 공기조화시스템 혹은 열교환원으로 지열을 이용하는 지열식 공기조화시스템 등은 실내에 설치되기 때문에 외기온도를 측정할 수 없어 공조 부하를 판단하는 데 어려움이 있다.However, a water-cooled air conditioning system using water as a heat exchange source with a refrigerant flowing in an outdoor heat exchanger, or a geothermal air conditioning system using geothermal heat as a heat exchange source is installed indoors. Have difficulty.

본 발명의 일측면은 공조 부하의 변동이 반영되는 저압배관의 압력에 따라 압축기에 대한 가스 주입을 제어하여 외기온도를 측정하기 어려운 사용 환경에서도 압축기에 대한 가스 주입을 효과적으로 수행할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to control the gas injection to the compressor in accordance with the pressure of the low pressure pipe reflecting the change in the air conditioning load air conditioner that can effectively perform the gas injection to the compressor in the use environment difficult to measure the outside temperature And a control method thereof.

이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 중압흡입구가 형성된 압축기와, 상기 압축기를 가지는 냉매유로상에 설치된 기액분리장치와, 상기 기액분리장치에서 분리된 가스 냉매를 상기 압축기의 중압흡입구로 전달하는 인젝션배관과, 상기 인젝션 배관에 설치된 냉매밸브와, 상기 압축기의 흡입측과 연결된 저압배관의 압력을 감지하는 압력감지부와, 상기 저압배관의 압력에 따라 공조부하를 판단하여 상기 냉매밸브를 제어하는 제어부를 포함한다.To this end, an air conditioner according to an embodiment of the present invention includes a compressor having a medium pressure inlet, a gas-liquid separator installed on a refrigerant passage having the compressor, and a gas refrigerant separated from the gas-liquid separator to the medium pressure suction port of the compressor. The refrigerant valve is determined by determining the air conditioning load according to the injection pipe to be delivered, the refrigerant valve installed in the injection pipe, the pressure sensing unit for detecting the pressure of the low pressure pipe connected to the suction side of the compressor, and the pressure of the low pressure pipe. It includes a control unit for controlling.

상기 제어부는 냉방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제1 값 이상인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 기준 냉방부하를 초과한 것으로 판단한다. 상기 제어부는 상기 공조부하가 상기 기준 냉방부하를 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 냉매밸브를 개방하여 상기 가스 냉매가 상기 압축기의 중압흡입구로 주입되게 한다.The controller determines that the air conditioning load exceeds the standard cooling load when the state of the low pressure pipe maintains a state in which the pressure of the low pressure pipe is greater than or equal to a predetermined first value for a predetermined time. When it is determined that the air conditioning load exceeds the reference cooling load, the controller opens the refrigerant valve to allow the gas refrigerant to be injected into the medium pressure suction port of the compressor.

상기 제어부는 냉방운전시 상기 저압배관의 압력이 상기 미리 설정된 제1 값보다 낮도록 미리 설정된 제2 값 이하인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준 냉방부하이하인 것으로 판단한다. 상기 제어부는 상기 공조부하가 상기 기준 냉방부하이하로 판단된 경우, 상기 냉매밸브를 폐쇄하여 상기 압 축기에 상기 가스 냉매의 주입이 중지되게 한다.The controller determines that the air conditioning load is less than or equal to the reference cooling load when the air conditioner maintains a state in which the pressure of the low pressure pipe is less than or equal to the preset second value for a predetermined period of time during the cooling operation. When the air conditioning load is determined to be equal to or less than the reference cooling load, the controller closes the refrigerant valve to stop the injection of the gas refrigerant into the compressor.

상기 제어부는 냉방운전시 상기 저압배관의 압력이 상기 미리 설정된 제2 값을 초과하고 상기 미리 설정된 제1 값 미만인 경우, 상기 냉매밸브의 현재 밸브상태를 유지한다.The control unit maintains a current valve state of the refrigerant valve when the pressure of the low pressure pipe exceeds the preset second value and is less than the preset first value during the cooling operation.

상기 제어부는 난방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제3 값 이하인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 기준 난방부하를 초과한 것으로 판단한다. 상기 제어부는 상기 공조부하가 상기 기준 난방부하를 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 냉매밸브를 개방하여 상기 가스 냉매가 상기 압축기에 주입되게 한다.The control unit determines that the air conditioning load exceeds the reference heating load when the state in which the pressure of the low pressure pipe is less than or equal to a predetermined third value for a predetermined time during heating operation. When it is determined that the air conditioning load exceeds the reference heating load, the controller opens the refrigerant valve to allow the gas refrigerant to be injected into the compressor.

상기 제어부는 난방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제4 값 이상인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준 난방부하이하인 것으로 판단한다. 상기 제어부는 상기 공조부하가 상기 기준 난방부하이하인 것으로 판단된 경우, 상기 냉매밸브를 폐쇄하여 상기 압축기에 상기 가스 냉매의 주입이 중지되게 한다.The controller determines that the air conditioning load is less than or equal to the reference heating load when the state in which the pressure of the low pressure pipe is greater than or equal to a preset fourth value during a heating operation for a predetermined time. If it is determined that the air conditioning load is equal to or less than the reference heating load, the controller closes the refrigerant valve to stop the injection of the gas refrigerant into the compressor.

상기 제어부는 난방운전시 상기 저압배관의 압력이 상기 미리 설정된 제3 값을 초과하고 상기 미리 설정된 제4 값 미만인 경우, 상기 냉매밸브의 현재 밸브상태를 유지한다.The control unit maintains a current valve state of the refrigerant valve when the pressure of the low pressure pipe exceeds the preset third value and is less than the preset fourth value during heating operation.

이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은 실외열교환기와 실내열교환기사이를 순환하는 냉매에서 분리된 가스 냉매를 압축기에 주입시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 압축기의 흡입측과 연결된 저압배관의 압력을 감지하고, 상기 저압배관의 압력에 따라 공조부하가 기준부하를 초과하는지를 판단하고, 상기 공조부하가 상기 기준부하를 초과한 경우, 상기 가스 냉매가 상기 압축기에 주입되게 하는 것을 포함한다.To this end, the control method of the air conditioner according to an embodiment of the present invention in the control method of the air conditioner for injecting the gas refrigerant separated from the refrigerant circulating between the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger to the compressor, the suction of the compressor Detects the pressure of the low pressure pipe connected to the side, and determines whether the air-conditioning load exceeds the reference load according to the pressure of the low-pressure pipe, if the air-conditioning load exceeds the reference load, the gas refrigerant to be injected into the compressor It involves doing.

냉방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제1 값 이상인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준부하를 초과한 것으로 판단한다.When the air conditioner maintains a state in which the pressure of the low pressure pipe is greater than or equal to a predetermined first value for a predetermined time, it is determined that the air conditioning load exceeds the reference load.

냉방운전시 상기 저압배관의 압력이 상기 미리 설정된 제1 값보다 낮도록 미리 설정된 제2 값 이하인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준부하이하인 것으로 판단한다. 상기 공조부하가 상기 기준부하이하인 경우, 상기 압축기로의 가스 냉매의 주입이 중지되게 한다.When the air conditioner maintains a state in which the pressure of the low pressure pipe is less than or equal to the preset second value for a predetermined time for a predetermined time, it is determined that the air conditioning load is less than the reference load. When the air conditioning load is less than or equal to the reference load, the injection of the gas refrigerant into the compressor is stopped.

난방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제3 값 이하인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준부하를 초과한 것으로 판단한다.When the heating operation maintains a state in which the pressure of the low pressure pipe is less than or equal to a predetermined third value for a predetermined time, it is determined that the air conditioning load exceeds the reference load.

난방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제4 값 이상인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준부하이하인 것으로 판단한다. 상기 공조부하가 상기 기준부하이하인 경우, 상기 압축기로의 가스 냉매의 주입이 중지되게 한다.When the heating operation maintains a state in which the pressure of the low pressure pipe is greater than or equal to a predetermined fourth value for a predetermined time, it is determined that the air conditioning load is less than the reference load. When the air conditioning load is less than or equal to the reference load, the injection of the gas refrigerant into the compressor is stopped.

이상에서 설명한 본 발명의 일실시예에 따르면, 냉방 운전시에는 저압배관의 압력을 감지하고, 저압배관의 압력이 일정압력보다 높으면 냉방부하가 큰 것으로 판단하여 압축기에 가스 냉매를 주입하고 가스 냉매 주입 후 저압배관의 압력이 일 정압력보다 낮아지면 냉방부하가 감소된 것으로 판단하여 가스 냉매의 주입을 중지한다. 또한, 난방운전시에는 저압배관의 압력을 감지하고, 저압배관의 압력이 일정 압력보다 낮으면 난방부하가 큰 것으로 판단하여 압축기에 가스 냉매를 주입하고, 가스 냉매 주입 후 저압배관의 압력이 일정압력보다 높아지면 난방부하가 감소된 것으로 판단하여 가스 냉매의 주입을 중지한다. 따라서, 냉난방 운전시 외기온도를 측정하기 어려운 사용 환경에서도 공조부하의 변동을 반영하는 저압배관의 압력에 따라 압축기에 대한 가스 주입을 제어할 수 있어 냉난방 능력을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention described above, during the cooling operation, the pressure of the low pressure pipe is sensed, and when the pressure of the low pressure pipe is higher than the predetermined pressure, the cooling load is determined to be large and the gas refrigerant is injected into the compressor and the gas refrigerant is injected. When the pressure of the low pressure pipe is lower than the predetermined pressure, it is determined that the cooling load is reduced and stops the injection of the gas refrigerant. Also, during the heating operation, the pressure of the low pressure pipe is sensed. If the pressure of the low pressure pipe is lower than the predetermined pressure, it is determined that the heating load is large and the gas refrigerant is injected into the compressor. If it is higher, it is determined that the heating load is reduced to stop the injection of the gas refrigerant. Therefore, even in a use environment where it is difficult to measure the outside air temperature during the heating and cooling operation, the gas injection to the compressor can be controlled according to the pressure of the low pressure pipe reflecting the fluctuation of the air conditioning load, thereby improving the cooling and heating ability.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 냉매사이클을 나타내고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 실외기(A)와 실내기(B)를 포함한다.1 shows a refrigerant cycle of an air conditioner according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the air conditioner according to an embodiment of the present invention includes an outdoor unit (A) and the indoor unit (B).

실외기(A)는 압축기(10), 사방밸브(11), 실외 열교환기(12), 어큐뮬레이터(15), 리시버(16), 체크밸브(17), 실외팽창밸브(EEV1)(18), 과냉각기(Sub cooler)(19), 전동팽창밸브(EEV3)(20), 냉매밸브(21), 인젝션배관(22) 및 압력센서(23)를 구비한다. 또한, 실내기(B)는 실내팽창밸브(EEV2)(13) 및 실내 열교환기(14)를 구비한다.The outdoor unit A includes a compressor 10, a four-way valve 11, an outdoor heat exchanger 12, an accumulator 15, a receiver 16, a check valve 17, an outdoor expansion valve (EEV1) 18, subcooling A sub cooler 19, an electric expansion valve (EEV3) 20, a refrigerant valve 21, an injection pipe 22 and a pressure sensor 23 are provided. In addition, the indoor unit B includes an indoor expansion valve (EEV2) 13 and an indoor heat exchanger 14.

압축기(10)는 1개의 토출구 및 2개의 흡입구를 갖는다. 2개의 흡입구는 내부의 압축과정에서 저압측과 연결된 저압흡입구와 내부의 압축과정에서 중압측과 연결된 중압흡입구로 이루어진다.The compressor 10 has one discharge port and two suction ports. The two inlets consist of a low pressure inlet connected to the low pressure side in the compression process inside and a medium pressure inlet connected to the medium pressure side in the compression process inside.

사방밸브(11)는 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 흐름을 냉방모드 또는 난방모드로 절환시킨다.The four-way valve 11 switches the flow of the refrigerant discharged from the compressor 10 to the cooling mode or the heating mode.

실외열교환기(12)는 냉매가 통과하면서 실외공기와 열 교환한다. 실외 열교환기(12)는 냉방운전시 응축기로 기능하여 냉매가 방열을 통해 응축되도록 하고, 난방운전시 증발기로 기능하여 냉매가 흡열을 통해 증발되도록 한다.The outdoor heat exchanger 12 exchanges heat with outdoor air while the refrigerant passes. The outdoor heat exchanger 12 functions as a condenser during the cooling operation to allow the refrigerant to condense through heat dissipation, and functions as an evaporator during the heating operation to allow the refrigerant to evaporate through the endotherm.

실내팽창밸브(13)는 실내 열교환기(14)로 유입되는 냉매를 팽창시킨다.The indoor expansion valve 13 expands the refrigerant flowing into the indoor heat exchanger 14.

실내열교환기(14)는 냉매가 통과하면서 실내공기와 열 교환한다. 실내 열교환기(21)는 냉방운전시 증발기로 기능하여 냉매가 흡열을 통해 증발되도록 하고, 난방운전시 응축기로 기능하여 냉매가 방열을 통해 응축되도록 한다.The indoor heat exchanger 14 exchanges heat with indoor air while the refrigerant passes through. The indoor heat exchanger 21 functions as an evaporator during the cooling operation so that the refrigerant evaporates through endothermic, and functions as a condenser during the heating operation so that the refrigerant condenses through heat dissipation.

어큐뮬레이터(15)는 실외열교환기(12)측 혹은 실내열교환기(14)측으로부터 압축기(10)의 흡입측으로 유입되는 냉매를 일시 저장한다. 어큐뮬레이터(15)에서 냉매는 가스 냉매와 액상 냉매로 분리된다. 어큐뮬레이터(15)에서 분리된 가스 냉매는 압축기의 저압흡입구측으로 흡입된다.The accumulator 15 temporarily stores the refrigerant flowing into the suction side of the compressor 10 from the outdoor heat exchanger 12 side or the indoor heat exchanger 14 side. In the accumulator 15, the refrigerant is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant. The gas refrigerant separated from the accumulator 15 is sucked to the low pressure suction port side of the compressor.

리시버(14)는 실외열교환기(12)와 실내열교환기(14)사이의 액관에 설치되어 실외열교환기(12)와 실내열교환기(14)를 순환하는 냉매 중 일부를 저장한다. 리시버(14)는 기액분리장치를 구성하고, 실외열교환기(12)와 실내열교환기(14)사이의 액관에 설치되어 냉방운전시 실외열교환기(12)에서 실내열교환기(14)로 흐르는 냉매에서 가스 냉매와 액상 냉매를 분리하는 역할을 한다. 리시버(16)에서 분리된 액상 냉매는 실외열교환기(12)측 혹은 실내열교환기(14)측으로 유입된다.The receiver 14 is installed in the liquid pipe between the outdoor heat exchanger 12 and the indoor heat exchanger 14 to store some of the refrigerant circulating through the outdoor heat exchanger 12 and the indoor heat exchanger 14. The receiver 14 constitutes a gas-liquid separator and is installed in a liquid pipe between the outdoor heat exchanger 12 and the indoor heat exchanger 14 so that the refrigerant flows from the outdoor heat exchanger 12 to the indoor heat exchanger 14 during the cooling operation. In the role of separating the gas refrigerant and the liquid refrigerant. The liquid refrigerant separated from the receiver 16 flows into the outdoor heat exchanger 12 side or the indoor heat exchanger 14 side.

체크밸브(17)는 실외 열교환기(12)와 리시버(16)사이의 배관에 설치된다. 체 크밸브(17)는 냉매를 일 방향으로만 흐르게 하는 밸브이다. 즉, 체크밸브(17)는 실외열교환기(12)에서 리시버(16)로의 냉매 흐름은 통과시키고, 리시버(16)에서 실외열교환기(12)로의 냉매 흐름은 통과시키지 않는다.The check valve 17 is installed in the pipe between the outdoor heat exchanger 12 and the receiver 16. Check valve 17 is a valve that flows the refrigerant in only one direction. That is, the check valve 17 passes the refrigerant flow from the outdoor heat exchanger 12 to the receiver 16 and does not allow the refrigerant flow from the receiver 16 to the outdoor heat exchanger 12.

실외팽창밸브(18)는 실외열교환기(12)와 리시버(16)사이를 바이패스할 수 있도록 체크밸브(17)에 병렬 연결된다. 실외팽창밸브(18)는 냉방운전시에는 폐쇄되고 난방운전시에는 개방된다. 따라서, 냉방 운전시 실외열교환기(12)를 통과한 냉매는 체크밸브(17)를 통과하여 리시버(16)로 흐르고, 난방운전시에는 리시버(16)를 통과한 냉매가 실외팽창밸브(18)를 통과하여 실외열교환기(12)로 흐르게 된다.The outdoor expansion valve 18 is connected in parallel to the check valve 17 to bypass the outdoor heat exchanger 12 and the receiver 16. The outdoor expansion valve 18 is closed during the cooling operation and opened during the heating operation. Therefore, the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 12 during the cooling operation flows through the check valve 17 to the receiver 16, and the refrigerant passing through the receiver 16 passes the outdoor expansion valve 18 during the heating operation. It passes through the outdoor heat exchanger (12).

과냉각기(19)는 리시버(16)에서 나온 액상의 냉매 중 전동팽창밸브(20)에 의해 팽창된 일부 냉매와 나머지 액상의 냉매를 열 교환시켜 냉매의 과냉도를 확보하는 열교환기이다. 전동팽창밸브(20)를 통과하면서 팽창된 냉매는 과냉각기를 통과하면서 열을 빼앗아 가스 냉매로 상 전환된다. The subcooler 19 is a heat exchanger that secures subcooling of the refrigerant by heat-exchanging some of the refrigerant expanded by the electric expansion valve 20 among the liquid refrigerant from the receiver 16 and the remaining liquid refrigerant. The refrigerant expanded while passing through the electric expansion valve 20 takes heat while passing through the supercooler and phase-converts to a gas refrigerant.

전동팽창밸브(20)는 리시버(16)에 과냉각기(19)로 유입되는 일부 냉매 혹은 과냉각기(19)의 일측을 통과한 냉매 중 과냉각기(19)의 타측으로 유입되는 일부 냉매를 팽창시킨다. 전동팽창밸브(20)에 의해 팽창된 냉매는 과냉각기(19)로 유입된다. 과냉각기(19) 및 전동팽창밸브(20)는 기액분리장치를 구성하고, 실내열교환기(14)와 실외열교환기(12)사이의 액관에 설치되어 난방운전시 실내열교환기(14)에서 실외열교환기(12)로 흐르는 냉매에서 가스 냉매를 분리하는 역할을 한다.The motor expansion valve 20 expands some of the refrigerant flowing into the supercooler 19 into the receiver 16 or some of the refrigerant flowing into the other side of the subcooler 19 among the refrigerant passing through one side of the subcooler 19. . The refrigerant expanded by the electric expansion valve 20 flows into the supercooler 19. The supercooler 19 and the electric expansion valve 20 constitute a gas-liquid separator, and are installed in the liquid pipe between the indoor heat exchanger 14 and the outdoor heat exchanger 12 to be outdoors in the indoor heat exchanger 14 during heating operation. It serves to separate the gas refrigerant from the refrigerant flowing into the heat exchanger (12).

냉매밸브(21)는 과냉각기(19)와 어큐뮬레이터(15)사이의 배관에 마련된다.The refrigerant valve 21 is provided in the piping between the supercooler 19 and the accumulator 15.

인젝션배관(22)은 과냉각기(19)와 어큐뮬레이터(15)사이의 배관에서 분기되 어 압축기(10)의 중압흡입구측과 연결된다. 따라서, 냉매밸브(21)가 개방된 경우에는 과냉각기(19)에서 나온 가스 냉매가 압력이 상대적으로 높은 압축기의 중압흡입구측과 연결된 인젝션배관(22)으로 흐르지 못하고 압력이 비교적 낮은 어큐뮬레이터(15)로 유입되게 된다. 한편, 냉매밸브(21)가 폐쇄된 경우에는 과냉각기(19)에서 나온 가스 냉매가 인젝션배관(22)을 따라 흘려서 압축기의 중압흡입구측으로 주입된다.Injection pipe 22 is branched from the pipe between the subcooler 19 and the accumulator 15 is connected to the medium pressure suction side of the compressor (10). Therefore, when the refrigerant valve 21 is open, the gas refrigerant from the subcooler 19 does not flow to the injection pipe 22 connected to the medium pressure inlet side of the compressor having a relatively high pressure, and the accumulator 15 having a relatively low pressure is provided. Will flow into. On the other hand, when the refrigerant valve 21 is closed, the gas refrigerant from the subcooler 19 flows along the injection pipe 22 and is injected into the pressure inlet side of the compressor.

압력센서(23)는 압축기의 흡입측에 설치되며, 특히 어큐뮬레이터로 냉매가 흡입되는 저압배관에 설치되어 저압배관의 압력을 감지한다.Pressure sensor 23 is installed on the suction side of the compressor, in particular installed in the low pressure pipe in which the refrigerant is sucked into the accumulator detects the pressure of the low pressure pipe.

이하에서는 설명의 편의상 전동팽창밸브(20)가 운전 초기에 폐쇄된 것으로 간주하여 설명한다.Hereinafter, for convenience of description, the electric expansion valve 20 is assumed to be closed at the beginning of operation.

본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 실외기(A)에 설치된 사방밸브(11)를 제어하여 냉매 흐름을 바꾸어 난방운전 또는 냉방운전을 수행한다.An air conditioner according to an embodiment of the present invention controls the four-way valve 11 installed in the outdoor unit A to change the refrigerant flow to perform a heating operation or an cooling operation.

냉방운전시 냉매는 실선 화살표 방향으로 흐르게 된다. 즉, 압축기(10)로부터 토출되는 고온 고압의 냉매는 실외 열교환기(12)를 통과하면서 응축된다. 실외 열교환기(12)를 지난 냉매는 체크밸브(17)를 통과한 후 리시버(16)를 통과하면서 냉매에서 가스 냉매와 액상 냉매가 분리된다. 리시버(16)에서 나온 액상 냉매는 과냉각기(19)를 지나 실내팽창밸브(13)에서 감압된 후 실내열교환기(14)에서 증발하면서 실내 공기로부터 열을 빼앗아 냉방을 수행하게 된다. 실내열교환기(14)를 지난 냉매는 사방밸브(11)와 어큐뮬레이터(15)를 지나 다시 압축기(10)로 흡입되어 압축된다.In the cooling operation, the coolant flows in the direction of the solid arrow. That is, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 10 is condensed while passing through the outdoor heat exchanger 12. The refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 12 passes through the check valve 17 and then passes through the receiver 16 to separate the gas refrigerant and the liquid refrigerant from the refrigerant. The liquid refrigerant from the receiver 16 is depressurized by the indoor expansion valve 13 after passing through the supercooler 19 and then evaporated in the indoor heat exchanger 14 to take heat from the indoor air to perform cooling. The refrigerant passing through the indoor heat exchanger 14 is sucked into the compressor 10 through the four-way valve 11 and the accumulator 15 and compressed.

한편, 난방운전시 냉매는 점선 화살표 방향으로 흐르게 된다. 즉, 압축기(10)로부터 토출되는 고온 고압의 냉매는 실내열교환기(14)에서 응축되면서 실내 공기에 열을 방출하여 난방을 수행하게 된다. 실내열교환기(14)를 지난 냉매는 과냉각기(19)를 지나 리시버(16)를 통과하면서 냉매가 액상 냉매와 가스 냉매로 분리된다. 리시버(16)에서 나온 액상 냉매는 실외팽창밸브(18)에서 감압된 후 실외열교환기(12)를 통과하면서 실외공기로부터 열을 빼앗아 증발된다. 실외열교환기(12)를 지난 냉매는 사방밸브(11)와 어큐뮬레이터(15)를 지나 다시 압축기(10)로 흡입되어 압축된다.Meanwhile, during the heating operation, the refrigerant flows in the direction of the dotted arrow. That is, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 10 is condensed in the indoor heat exchanger 14 to discharge heat to the indoor air to perform heating. The refrigerant passing through the indoor heat exchanger (14) passes through the subcooler (19) and passes through the receiver (16) to separate the refrigerant into a liquid refrigerant and a gas refrigerant. The liquid refrigerant from the receiver 16 is depressurized by the outdoor expansion valve 18 and then passes through the outdoor heat exchanger 12 to extract heat from the outdoor air and evaporate. The refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 12 is sucked into the compressor 10 through the four-way valve 11 and the accumulator 15 and compressed.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 개략적인 제어블록도를 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 전반적인 제어를 수행하는 제어부(30)를 구비한다.Figure 2 shows a schematic control block diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 2, the air conditioner according to an embodiment of the present invention includes a control unit 30 for performing the overall control.

제어부(30)의 입력측에는 사용자로부터 명령을 입력받기 위한 입력부(40)와 압력감지부(50)가 전기적으로 연결된다. 압력감지부(50)는 압력센서(23)를 구비한다. 압력센서(23)는 실외열교환기(12)측 혹은 실내열교환기(14)측과 압축기(10)의 흡입측사이의 배관인 저압배관에 설치되어 저압배관의 압력을 감지한다.The input unit 40 and the pressure sensing unit 50 for receiving a command from the user are electrically connected to the input side of the control unit 30. The pressure sensing unit 50 has a pressure sensor 23. The pressure sensor 23 is installed on the low pressure pipe, which is a pipe between the outdoor heat exchanger 12 side or the indoor heat exchanger 14 side and the suction side of the compressor 10 to sense the pressure of the low pressure pipe.

제어부(30)의 출력측에는 사방밸브(11), 압축기(10), 실외팽창밸브(EEV1)(18), 전동팽창밸브(EEV3)(20), 냉매밸브(21) 등등이 전기적으로 연결된다.The four-way valve 11, the compressor 10, the outdoor expansion valve (EEV1) 18, the electric expansion valve (EEV3) 20, the refrigerant valve 21 and the like are electrically connected to the output side of the control unit 30.

제어부(30)는 냉방 운전시 압력감지부(50)를 통해 저압배관의 압력을 감지하고, 저압배관의 압력이 일정압력보다 높으면 냉방부하가 기준 냉방부하보다 큰 것 으로 판단하여 실외열교환기와 실내열교환기의 액관에 마련된 기액분리장치에 의해 분리된 가스 냉매를 압축기(10)의 중압흡입구측으로 주입한다. 또한, 제어부(30)는 가스 냉매의 주입 후 저압배관의 압력이 일정압력보다 낮아지면 냉방부하가 기준 냉방부하보다 적어진 것으로 판단하여 가스 냉매의 주입을 중지한다.The controller 30 senses the pressure of the low pressure pipe through the pressure sensing unit 50 during the cooling operation. If the pressure of the low pressure pipe is higher than the predetermined pressure, the controller 30 determines that the cooling load is greater than the reference cooling load. The gas refrigerant separated by the gas-liquid separator provided in the liquid pipe of the machine is injected into the pressure inlet side of the compressor 10. In addition, the controller 30 determines that the cooling load is less than the reference cooling load when the pressure of the low pressure pipe is lower than the predetermined pressure after the injection of the gas refrigerant to stop the injection of the gas refrigerant.

한편, 제어부(30)는 난방 운전시 압력감지부(50)를 통해 저압배관의 압력을 감지하고, 저압배관의 압력이 일정 압력보다 낮으면 난방부하가 기준 난방부하보다 큰 것으로 판단하여 실외열교환기와 실내열교환기의 액관에 마련된 기액분리장치에 의해 분리된 가스 냉매를 압축기의 중압흡입구측에 주입한다. 또한, 제어부(30)는 가스 냉매의 주입 후 저압배관의 압력이 일정압력보다 높아지면 난방부하가 기준 난방부하보다 적어진 것으로 판단하여 가스 냉매의 주입을 중지한다.On the other hand, the control unit 30 detects the pressure of the low pressure pipe through the pressure sensing unit 50 during the heating operation, and if the pressure of the low pressure pipe is lower than a predetermined pressure, it is determined that the heating load is greater than the reference heating load and the outdoor heat exchanger. The gas refrigerant separated by the gas-liquid separator provided in the liquid pipe of the indoor heat exchanger is injected into the pressure inlet side of the compressor. In addition, the controller 30 determines that the heating load is less than the reference heating load and stops the injection of the gas refrigerant when the pressure of the low pressure pipe becomes higher than the predetermined pressure after the injection of the gas refrigerant.

따라서, 냉난방 운전시 외기온도를 측정하기 어려운 사용 환경에서도 공조부하의 변동을 반영하는 저압배관의 압력에 따라 압축기에 대한 가스 주입을 제어할 수 있어 냉난방 능력을 향상시킨다.Therefore, even in an environment where it is difficult to measure the outside air temperature during the heating and cooling operation, the gas injection to the compressor can be controlled according to the pressure of the low pressure pipe reflecting the fluctuation of the air conditioning load, thereby improving the cooling and heating ability.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 냉방운전시 압축기에 가스 냉매를 주입하거나 냉매 주입을 중지하는 방법을 나타낸 것이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 냉방운전시 냉방부하가 기준 냉방부하를 초과한 경우와 기준 냉방부하이하인 경우 저압배관의 압력변화를 보인 그래프를 나타낸 것이다.3 shows a method of injecting a gas refrigerant into the compressor or stopping the refrigerant injection during the cooling operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention. 4 and 5 are graphs showing the pressure change of the low pressure pipe when the cooling load exceeds the reference cooling load and the reference cooling load or less during the cooling operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저, 제어부(30)는 압축기(10)를 구동하여 냉방운전을 수행한다(100).Referring to FIG. 3, first, the controller 30 drives the compressor 10 to perform a cooling operation (100).

냉방운전을 수행함과 함께 제어부(30)는 압력감지부(50)를 통해 저압배관의 압력을 감지한다(110).In addition to performing the cooling operation, the controller 30 detects the pressure of the low pressure pipe through the pressure sensing unit 50 (110).

저압배관의 압력을 감지한 후 제어부(30)는 감지된 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제1 압력(Pa)이상인지를 판단한다(120). 제어부(30)는 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제1 압력(Pa)이상이면, 이러한 상태를 미리 설정된 제1 시간(t1)동안 유지하는지를 판단한다(130). 제어부(30)는 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제1 압력(Pa)이상인 상태를 미리 설정된 제1 시간(t1)동안 유지하면, 가스 냉매가 압축기(10)의 중압흡입구측으로 주입되게 하기 위해 냉매밸브(21)를 폐쇄시킨다(140).After detecting the pressure of the low pressure pipe, the controller 30 determines whether the detected pressure P of the low pressure pipe is greater than or equal to a preset first pressure Pa (120). If the pressure P of the low pressure pipe is equal to or greater than the preset first pressure Pa, the controller 30 determines whether the state is maintained for a preset first time t1 (130). When the control unit 30 maintains a state in which the pressure P of the low pressure pipe is equal to or greater than the preset first pressure Pa for a preset first time t1, the gas refrigerant is injected into the medium pressure inlet side of the compressor 10. In order to close the refrigerant valve 21 (140).

도 4에 도시된 바와 같이, 실험결과 공기조화기에서 냉방운전시 냉방부하가 기준 냉방부하를 초과한 경우, 저압배관의 압력이 미리 설정된 제1 압력(Pa)이상이고 이러한 상태를 미리 설정된 제1 시간(t1)동안 유지한다. 따라서, 냉방운전시 저압배관의 압력이 미리 설정된 제1 압력(Pa)이상이고 이러한 상태를 미리 설정된 제1 시간(t1)동안 유지한다면, 냉방부하가 기준 냉방부하를 초과한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 미리 설정된 제1 압력(Pa)은 8.5kg/cm2 이다.As shown in FIG. 4, when the cooling load in the air conditioner exceeds the reference cooling load, the pressure of the low pressure pipe is equal to or greater than the first preset pressure Pa and the first preset state. Hold for time t1. Therefore, if the pressure of the low pressure pipe during the cooling operation is equal to or greater than the first preset pressure Pa and the state is maintained for the preset first time t1, it may be determined that the cooling load exceeds the reference cooling load. At this time, the preset first pressure Pa is 8.5 kg / cm 2 .

도 6에 도시된 바와 같이, 냉방부하가 기준 냉방부하를 초과한 것으로 판단되는 경우 제어부(30)는 냉매밸브(21)를 폐쇄시켜 과냉각기(19)에서 나온 가스 냉매가 압축기(10)의 중압흡입구측으로 유입되게 한다. 이로 인해, 압축기(10)의 냉매 토출량이 증가하게 되고, 증가된 냉매 토출량에 의해 공기조화기의 순환 냉매량 이 증가하여 공기조화기의 냉방능력이 향상된다.As shown in FIG. 6, when it is determined that the cooling load exceeds the reference cooling load, the control unit 30 closes the refrigerant valve 21 so that the gas refrigerant from the supercooler 19 is compressed by the medium pressure of the compressor 10. Allow inflow to the inlet side. As a result, the amount of refrigerant discharged from the compressor 10 is increased, and the amount of circulating refrigerant of the air conditioner is increased by the increased amount of refrigerant discharge, thereby improving the cooling capability of the air conditioner.

한편, 도 3의 작동모드 120의 판단결과 감지된 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제1 압력(Pa) 미만이면, 제어부(30)는 감지된 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제2 압력(Pb)이하인지를 판단한다(150). 제어부(30)는 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제2 압력(Pb)이하이면, 이러한 상태를 미리 설정된 제2 시간(t2)동안 유지하는지를 판단한다(160). 제어부(30)는 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제2 압력(Pb)이하인 상태를 미리 설정된 제2 시간(t2)동안 유지하면, 압축기(10)의 중압흡입구측으로의 가스 냉매의 주입을 중지하기 위해 냉매밸브(21)를 개방시킨다(170).Meanwhile, if the detected pressure P of the low pressure pipe is less than the preset first pressure Pa, the controller 30 determines that the detected pressure P of the low pressure pipe is set in advance. 2, it is determined whether the pressure Pb or less is 150. If the pressure P of the low pressure pipe is less than or equal to the preset second pressure Pb, the controller 30 determines whether the state is maintained for the preset second time t2 (160). When the control unit 30 maintains a state in which the pressure P of the low pressure pipe is equal to or less than the preset second pressure Pb for a preset second time t2, the control unit 30 injects the gas refrigerant to the medium pressure intake side of the compressor 10. The refrigerant valve 21 is opened (170) to stop.

도 5에 도시된 바와 같이, 실험결과 공기조화기에서 냉방운전시 냉방부하가 기준 냉방부하이하이면, 저압배관의 압력이 미리 설정된 제2 압력(Pb)이하이고 이러한 압력상태를 미리 설정된 제2 시간(t2)동안 유지한다. 따라서, 냉방운전시 저압배관의 압력이 미리 설정된 제2 압력(Pb)이하이고 이러한 상태를 미리 설정된 제2 시간(t2)동안 유지한다면, 냉방부하가 기준 냉방부하이하로 감소된 것으로 판단할 수 있다. 이때, 미리 설정된 제2 압력(Pb)은 7.5kg/cm2 이다.As shown in FIG. 5, if the cooling load is less than the reference cooling load during the cooling operation in the air conditioner, the pressure of the low pressure pipe is less than or equal to the preset second pressure (Pb) and the pressure state is set to the preset second time. Hold for (t2). Therefore, if the pressure of the low pressure pipe during the cooling operation is equal to or less than the second predetermined pressure Pb and the state is maintained for the second predetermined time t2, it may be determined that the cooling load is reduced to be less than or equal to the reference cooling load. . At this time, the preset second pressure Pb is 7.5 kg / cm 2 .

도 7에 도시된 바와 같이, 냉방부하가 기준 냉방부하이하로 감소된 것으로 판단되는 경우 제어부(30)는 냉매밸브(21)를 개방시켜 과냉각기(19)에서 나온 가스 냉매가 압축기(10)의 중압흡입구측으로 주입되지 못하고 어큐뮬레이터(15)측으로 유입되게 한다. 이로 인해, 공기조화기가 정상적인 냉방능력으로 복귀된다.As shown in FIG. 7, when it is determined that the cooling load is lower than the reference cooling load, the controller 30 opens the refrigerant valve 21 so that the gas refrigerant from the supercooler 19 is discharged from the compressor 10. It is not injected into the medium pressure suction port side and flows into the accumulator 15 side. Due to this, the air conditioner is returned to the normal cooling capacity.

한편, 도 3의 작동모드 150의 판단결과 감지된 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제2 압력(Pb)을 초과하면, 즉, 감지된 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제2 압력(Pb)을 초과함과 함께 미리 설정된 제1 압력(Pa)미만이면, 제어부(30)는 냉매밸브(21)의 이전의 밸브상태를 계속해서 유지하도록 냉매밸브(21)를 유지한다(180).On the other hand, when the detected pressure P of the low pressure pipe exceeds the preset second pressure Pb as a result of the determination of the operation mode 150 of FIG. 3, that is, the detected pressure P of the low pressure pipe is preset second pressure. If it exceeds Pb and is less than the first preset pressure Pa, the controller 30 maintains the refrigerant valve 21 to continuously maintain the previous valve state of the refrigerant valve 21 (180). .

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 난방운전시 압축기에 가스 냉매를 주입하거나 냉매 주입을 중지하는 방법을 나타낸 것이다. 도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 난방운전시 난방부하가 기준 난방부하를 초과한 경우와 기준 난방부하이하인 경우 저압배관의 압력변화를 보인 그래프를 나타낸 것이다.8 illustrates a method of injecting a gas refrigerant into the compressor or stopping the refrigerant injection during the heating operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention. 9 and 10 are graphs showing the pressure change of the low pressure pipe when the heating load exceeds the reference heating load and the reference heating load or less during the heating operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 먼저, 제어부(30)는 압축기(10)를 구동하여 난방운전을 수행한다(200).Referring to FIG. 8, first, the controller 30 drives the compressor 10 to perform a heating operation (200).

냉방운전을 수행함과 함께 제어부(30)는 압력감지부(50)를 통해 저압배관의 압력을 감지한다(210).In addition to performing the cooling operation, the controller 30 senses the pressure of the low pressure pipe through the pressure sensing unit 50 (210).

저압배관의 압력을 감지한 후 제어부(30)는 감지된 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제3 압력(Pc)이하인지를 판단한다(220). 제어부(30)는 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제3 압력(Pc)이하이면, 이러한 상태를 미리 설정된 제3 시간(t3)동안 유지하는지를 판단한다(230). 제어부(30)는 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제3 압력(Pc)이하인 상태를 미리 설정된 제3 시간(t3)동안 유지하면, 가스 냉매가 압축기(10)의 중압흡입구측으로 주입되게 하기 위해 냉매밸브(21)를 폐쇄시 킨다(240).After detecting the pressure of the low pressure pipe, the controller 30 determines whether the detected pressure P of the low pressure pipe is less than or equal to a preset third pressure Pc (220). If the pressure P of the low pressure pipe is less than or equal to the preset third pressure Pc, the controller 30 determines whether the state is maintained for a preset third time t3 (230). When the control unit 30 maintains a state in which the pressure P of the low pressure pipe is less than or equal to the preset third pressure Pc for a preset third time t3, the gas refrigerant is injected into the medium pressure suction port side of the compressor 10. The refrigerant valve 21 is closed (240).

도 9에 도시된 바와 같이, 실험결과 공기조화기에서 난방운전시 냉방부하가 기준 냉방부하를 초과하면, 저압배관의 압력이 미리 설정된 제3 압력(Pc)이하이고 이러한 압력상태를 미리 설정된 제3 시간(t3)동안 유지한다. 따라서, 난방운전시 저압배관의 압력이 미리 설정된 제3 압력(Pc)이하이고 이러한 압력상태를 미리 설정된 제3 시간(t3)동안 유지한다면, 난방부하가 기준 난방부하를 초과한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 미리 설정된 제3 압력(Pb)은 10kg/cm2 이다.As shown in FIG. 9, if the cooling load exceeds the standard cooling load during heating operation in the air conditioner, the pressure of the low pressure pipe is less than or equal to the preset third pressure Pc and the pressure is set in advance. Hold for time t3. Therefore, if the pressure of the low pressure pipe during the heating operation is less than or equal to the third predetermined pressure Pc and the pressure state is maintained for the third predetermined time t3, it may be determined that the heating load exceeds the reference heating load. . At this time, the preset third pressure Pb is 10 kg / cm 2 .

도 11에 도시된 바와 같이, 난방부하가 기준 난방부하를 초과한 것으로 판단되는 경우 제어부(30)는 냉매밸브(21)를 폐쇄시켜 과냉각기(19)에서 나온 가스 냉매가 압축기(10)의 중압흡입구측으로 유입되게 한다. 이로 인해, 압축기(10)의 냉매 토출량이 증가하게 되고, 증가된 냉매 토출량에 의해 공기조화기의 순환 냉매량이 증가하여 공기조화기의 난방능력이 향상된다.As shown in FIG. 11, when it is determined that the heating load exceeds the reference heating load, the control unit 30 closes the refrigerant valve 21 so that the gas refrigerant from the subcooler 19 is compressed by the medium pressure of the compressor 10. Allow inflow to the inlet side. As a result, the amount of refrigerant discharged from the compressor 10 is increased, and the amount of circulating refrigerant of the air conditioner is increased by the increased amount of refrigerant discharge, thereby improving the heating capability of the air conditioner.

한편, 도 8의 작동모드 220의 판단결과 감지된 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제3 압력(Pc)을 초과하면, 제어부(30)는 감지된 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제4 압력(Pd)이상인지를 판단한다(250). 제어부(30)는 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제4 압력(Pd)이상이면, 이러한 압력상태를 미리 설정된 제4 시간(t4)동안 유지하는지를 판단한다(260). 제어부(30)는 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제4 압력(Pd)이상인 상태를 미리 설정된 제4 시간(t4)동안 유지하면, 압축기(10)의 중압흡입구측으로의 가스 냉매의 주입을 중지하기 위해 냉매밸브(21)를 개방시킨다(270).Meanwhile, when the detected pressure P of the low pressure pipe exceeds the third pressure Pc, the controller 30 determines that the detected pressure P of the low pressure pipe is set in advance. It is determined whether the pressure is equal to or greater than the fourth pressure Pd (250). If the pressure P of the low pressure pipe is equal to or greater than the preset fourth pressure Pd, the controller 30 determines whether the pressure state is maintained for a preset fourth time t4 (260). The controller 30 maintains the state where the pressure P of the low pressure pipe is equal to or greater than the preset fourth pressure Pd for a preset fourth time t4, and thus, the control unit 30 injects the gas refrigerant to the medium pressure suction port side of the compressor 10. The refrigerant valve 21 is opened to stop (270).

도 10에 도시된 바와 같이, 실험결과 공기조화기에서 난방운전시 난방부하가 기준 난방부하이하이면, 저압배관의 압력이 미리 설정된 제4 압력(Pb)이상이고 이러한 압력상태를 미리 설정된 제4 시간(t4)동안 유지한다. 따라서, 난방운전시 저압배관의 압력이 미리 설정된 제4 압력(Pd)이상이고 이러한 상태를 미리 설정된 제4 시간(t4)동안 유지한다면, 난방부하가 기준 난방부하이하로 감소된 것으로 판단할 수 있다. 이때, 미리 설정된 제4 압력(Pb)은 11kg/cm2 이다.As shown in FIG. 10, if the heating load is less than the reference heating load during the heating operation in the air conditioner, the pressure of the low pressure pipe is greater than or equal to the fourth predetermined pressure Pb and the pressure is set in advance for a fourth time. Hold for (t4). Therefore, if the pressure of the low pressure pipe during the heating operation is more than the fourth preset pressure Pd and the state is maintained for the fourth preset time t4, it may be determined that the heating load is reduced below the reference heating load. . At this time, the preset fourth pressure Pb is 11 kg / cm 2 .

도 12에 도시된 바와 같이, 난방부하가 기준 난방부하이하로 감소된 것으로 판단되는 경우 제어부(30)는 냉매밸브(21)를 개방시켜 과냉각기(19)에서 나온 가스 냉매가 압축기(10)의 중압흡입구측으로 주입되지 못하고 어큐뮬레이터(15)측으로 유입되게 한다. 이로 인해, 공기조화기가 정상적인 냉방능력으로 복귀된다.As shown in FIG. 12, when it is determined that the heating load is reduced below the reference heating load, the controller 30 opens the refrigerant valve 21 so that the gas refrigerant from the supercooler 19 is discharged from the compressor 10. It is not injected into the medium pressure suction port side and flows into the accumulator 15 side. Due to this, the air conditioner is returned to the normal cooling capacity.

한편, 도 8의 작동모드 250의 판단결과 감지된 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제4 압력(Pd)미만이면, 즉, 감지된 저압배관의 압력(P)이 미리 설정된 제3 압력(Pc)을 초과함과 함께 미리 설정된 제4 압력(Pd)미만이면, 제어부(30)는 냉매밸브(21)의 이전의 밸브상태를 계속해서 유지하도록 냉매밸브(21)를 유지한다(280).Meanwhile, if the detected pressure P of the low pressure pipe is less than the fourth preset pressure Pd as a result of the determination of the operation mode 250 of FIG. 8, that is, the detected pressure P of the low pressure pipe is set in advance to the third pressure ( If it exceeds Pc and is less than the fourth preset pressure Pd, the controller 30 maintains the refrigerant valve 21 so as to continuously maintain the previous valve state of the refrigerant valve 21 (280).

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 냉매사이클를 나타낸 것이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기는 실내기를 복수인 것을 제외하면 도 1의 구성과 동일하다. 실내기가 1개인 경우에는 공조부하가 기준 공조부하를 초과하는지 기준 공조부하이하인지를 저압측 압력 대신에 실내온도를 통해서도 판단할 수 있다. 하지만, 실내기가 복수이고, 이 복수의 실내기가 하나의 실내팽창밸브(13)에 의해 공통 연결된 경우에는 각 실내기를 개별 제어할 수 없기 때문에 실내온도를 이용해서는 공조부하가 기준 공조부하를 초과하는지 기준 공조부하이하인지를 판단하기 어렵고, 압축기(10)의 저압흡입측과 연결된 저압배관의 압력을 통해서만 정확히 판단할 수 있다.13 illustrates a refrigerant cycle of an air conditioner according to another embodiment of the present invention. As shown in Figure 13, the air conditioner according to another embodiment of the present invention is the same as the configuration of Figure 1 except for a plurality of indoor units. In the case of one indoor unit, whether the air-conditioning load exceeds the reference air-conditioning load or the reference air-conditioning load can be determined by the room temperature instead of the low pressure side pressure. However, if there are a plurality of indoor units, and the plurality of indoor units are commonly connected by one indoor expansion valve 13, it is not possible to control each indoor unit individually. Therefore, it is determined whether the air-conditioning load exceeds the standard air-conditioning load using the indoor temperature. It is difficult to determine whether the air-conditioning load or less, it can be accurately determined only through the pressure of the low pressure pipe connected to the low pressure suction side of the compressor (10).

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기의 냉매사이클을 나타낸 것이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기는 리시버(16) 내의 가스 냉매가 모이는 리시버(16)의 상부측과 압축기(10)의 중압흡입구측사이에 인젝션배관(22)가 연결되어 있고, 이 인젝션배관(22)에 중도에 냉매밸브(21)가 설치되어 있다. 따라서, 냉난방운전시 압력센서(23)를 를 통해 감지한 저압배관의 압력에 따라 냉매밸브(21)를 개방시키면 리시버(16) 내의 가스 냉매가 압축기(10)의 중압흡입구측으로 주입되고, 냉매밸브(21)를 폐쇄시키면 압축기(10)의 중압흡입구측으로의 가스 냉매의 주입이 중지되게 된다. 도 1의 공기조화기의 구성 혹은 도 14의 공기조화기의 구성 중 어느 쪽을 선택하더라도 본 발명의 동일한 효과를 구현할 수 있다. Figure 14 shows a refrigerant cycle of the air conditioner according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, an air conditioner according to another embodiment of the present invention includes an injection pipe between an upper side of a receiver 16 where gas refrigerant in the receiver 16 collects and a medium pressure suction side of the compressor 10. 22 is connected, and a refrigerant valve 21 is provided in the injection pipe 22 in the middle. Therefore, when the refrigerant valve 21 is opened in accordance with the pressure of the low pressure pipe sensed through the pressure sensor 23 during the heating and cooling operation, the gas refrigerant in the receiver 16 is injected into the middle pressure inlet of the compressor 10, and the refrigerant valve Closing (21) stops the injection of the gas refrigerant to the medium pressure suction port side of the compressor (10). Either of the configuration of the air conditioner of FIG. 1 or the configuration of the air conditioner of FIG. 14 may be selected to implement the same effect of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 냉매사이클도이다.1 is a refrigerant cycle diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 개략적인 제어블록도이다.2 is a schematic control block diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 냉방운전시 압축기에 가스 냉매를 주입하거나 냉매 주입을 중지하는 방법에 대한 제어흐름도이다.3 is a control flowchart illustrating a method of injecting a gas refrigerant into the compressor or stopping the refrigerant injection during the cooling operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 냉방운전시 냉방부하가 기준 냉방부하를 초과한 경우 저압배관의 압력변화를 보인 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the pressure change of the low pressure pipe when the cooling load exceeds the reference cooling load during the cooling operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 냉방운전시 냉방부하가 기준 냉방부하이하인 경우 저압배관의 압력변화를 보인 그래프이다.5 is a graph showing a change in pressure of the low pressure pipe when the cooling load is less than the reference cooling load during the cooling operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 냉방운전시 압축기에 가스 냉매를 주입하는 동작을 설명하기 위한 동작도이다.6 is an operation diagram illustrating an operation of injecting a gas refrigerant into the compressor during the cooling operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 냉방운전시 압축기에 가스 냉매의 주입을 중지하는 동작을 설명하기 위한 동작도이다.7 is an operation diagram for explaining the operation of stopping the injection of the gas refrigerant into the compressor during the cooling operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 난방운전시 압축기에 가스 냉매를 주입하거나 냉매 주입을 중지하는 방법에 대한 제어흐름도이다.8 is a control flowchart illustrating a method of injecting a gas refrigerant into the compressor or stopping the refrigerant injection during the heating operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 난방운전시 난방부하가 기준 난방부하를 초과한 경우 저압배관의 압력변화를 보인 그래프이다.9 is a graph showing a change in pressure of the low pressure pipe when the heating load exceeds the reference heating load during the heating operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 난방운전시 난방부하가 기준 난방부하이하인 경우 저압배관의 압력변화를 보인 그래프이다.10 is a graph showing a change in pressure of the low pressure pipe when the heating load in the air conditioner according to an embodiment of the present invention when the heating load is less than the reference heating load.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 난방운전시 압축기에 가 스 냉매를 주입하는 동작을 설명하기 위한 동작도이다.FIG. 11 is a view illustrating an operation of injecting a gas refrigerant into a compressor during heating operation in an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 난방운전시 압축기에 가스 냉매의 주입을 중지하는 동작을 설명하기 위한 동작도이다.12 is a view illustrating an operation of stopping the injection of the gas refrigerant into the compressor during the heating operation in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 냉매사이클도이다.13 is a refrigerant cycle diagram of an air conditioner according to another embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기의 냉매사이클도이다.14 is a refrigerant cycle diagram of an air conditioner according to another embodiment of the present invention.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*[Description of the Reference Numerals]

10 : 압축기 21 : 냉매밸브10 compressor 21 refrigerant valve

30 : 제어부 40 : 입력부30 control unit 40 input unit

50 : 압력감지부50: pressure detection unit

Claims (22)

중압흡입구가 형성된 압축기와,A compressor having a medium pressure inlet, 상기 압축기를 가지는 냉매유로상에 설치된 기액분리장치와,A gas-liquid separator installed on the refrigerant passage having the compressor; 상기 기액분리장치에서 분리된 가스 냉매를 상기 압축기의 중압흡입구로 전달하는 인젝션배관과,An injection pipe for delivering the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator to the medium pressure suction port of the compressor; 상기 인젝션 배관에 설치된 냉매밸브와,A refrigerant valve installed in the injection pipe; 상기 압축기의 흡입측과 연결된 저압배관의 압력을 감지하는 압력감지부와,A pressure sensing unit for sensing a pressure of the low pressure pipe connected to the suction side of the compressor; 상기 저압배관의 압력에 따라 공조부하를 판단하여 상기 냉매밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기.And a control unit for controlling the refrigerant valve by determining an air conditioning load according to the pressure of the low pressure pipe. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 냉방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제1 값 이상인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 기준 냉방부하를 초과한 것으로 판단하는 공기조화기.The control unit is an air conditioner for determining that the air-conditioning load has exceeded the reference cooling load when the state in which the pressure of the low pressure pipe during the cooling operation maintains a predetermined value or more for a predetermined time. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제어부는 상기 공조부하가 상기 기준 냉방부하를 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 냉매밸브를 개방하여 상기 가스 냉매가 상기 압축기의 중압흡입구에 주입되게 하는 공기조화기.And the controller is configured to open the refrigerant valve so that the gas refrigerant is injected into the medium pressure inlet of the compressor when the air conditioning load is determined to exceed the reference cooling load. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 미리 설정된 제1 값은 8.5kg/cm2 인 공기조화기.The preset first value is 8.5 kg / cm 2 . 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제어부는 냉방운전시 상기 저압배관의 압력이 상기 미리 설정된 제1 값보다 낮도록 미리 설정된 제2 값 이하인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준 냉방부하이하인 것으로 판단하는 공기조화기.The control unit is configured to determine that the air-conditioning load is less than or equal to the reference cooling load when the air conditioner maintains a state in which the pressure of the low pressure pipe is less than or equal to the preset second value for a predetermined time during cooling operation. group. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제어부는 상기 공조부하가 상기 기준 냉방부하이하로 판단된 경우, 상기 냉매밸브를 폐쇄하여 상기 압축기에 상기 가스 냉매의 주입이 중지되게 하는 공기조화기.And the controller is configured to close the refrigerant valve to stop the injection of the gas refrigerant into the compressor when the air conditioning load is determined to be equal to or less than the reference cooling load. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 미리 설정된 제2 값은 7.5kg/cm2 인 공기조화기.The preset second value is 7.5 kg / cm 2 . 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제어부는 냉방운전시 상기 저압배관의 압력이 상기 미리 설정된 제2 값 을 초과하고 상기 미리 설정된 제1 값 미만인 경우, 상기 냉매밸브의 현재 밸브상태를 유지하는 공기조화기.And the control unit maintains a current valve state of the refrigerant valve when the pressure of the low pressure pipe exceeds the preset second value and is less than the preset first value during a cooling operation. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 난방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제3 값 이하인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 기준 난방부하를 초과한 것으로 판단하는 공기조화기.And the control unit determines that the air conditioning load exceeds the reference heating load when the pressure of the low pressure pipe maintains a state in which the pressure of the low pressure pipe is less than or equal to a third value previously set. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제어부는 상기 공조부하가 상기 기준 난방부하를 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 냉매밸브를 개방하여 상기 가스 냉매가 상기 압축기에 주입되게 하는 공기조화기.And the controller is configured to open the refrigerant valve to allow the gas refrigerant to be injected into the compressor, when it is determined that the air conditioning load exceeds the reference heating load. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 미리 설정된 제3 값은 10kg/cm2 인 공기조화기.The preset third value is 10 kg / cm 2 . 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제어부는 난방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제4 값 이상인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준 난방부하이하 인 것으로 판단하는 공기조화기.And the control unit determines that the air conditioning load is equal to or less than the reference heating load when the pressure of the low pressure pipe maintains a state in which the pressure of the low pressure pipe is greater than or equal to a preset fourth value for a predetermined time. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제어부는 상기 공조부하가 상기 기준 난방부하이하인 것으로 판단된 경우, 상기 냉매밸브를 폐쇄하여 상기 압축기에 상기 가스 냉매의 주입이 중지되게 하는 공기조화기.And the control unit closes the refrigerant valve to stop the injection of the gas refrigerant into the compressor when it is determined that the air conditioning load is equal to or less than the reference heating load. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 미리 설정된 제4 값은 11kg/cm2 인 공기조화기.The preset fourth value is 11 kg / cm 2 . 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제어부는 난방운전시 상기 저압배관의 압력이 상기 미리 설정된 제3 값을 초과하고 상기 미리 설정된 제4 값 미만인 경우, 상기 냉매밸브의 현재 밸브상태를 유지하는 공기조화기.The control unit maintains a current valve state of the refrigerant valve when the pressure of the low pressure pipe exceeds the preset third value and is less than the preset fourth value during heating operation. 실외열교환기와 실내열교환기사이를 순환하는 냉매에서 분리된 가스 냉매를 압축기에 주입시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서,In the control method of the air conditioner for injecting the gas refrigerant separated from the refrigerant circulating between the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger to the compressor, 상기 압축기의 흡입측과 연결된 저압배관의 압력을 감지하고,Detects the pressure of the low pressure pipe connected to the suction side of the compressor, 상기 저압배관의 압력에 따라 공조부하가 기준부하를 초과하는지를 판단하고,It is determined whether the air conditioning load exceeds the reference load according to the pressure of the low pressure pipe, 상기 공조부하가 상기 기준부하를 초과한 경우, 상기 가스 냉매가 상기 압축기에 주입되게 하는 것을 포함하는 공기조화기의 제어방법.And controlling the gas refrigerant to be injected into the compressor when the air conditioning load exceeds the reference load. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 냉방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제1 값 이상인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준부하를 초과한 것으로 판단하는 공기조화기의 제어방법.And controlling the air conditioner load to exceed the reference load when the state in which the pressure of the low pressure pipe is equal to or greater than a predetermined first value for a predetermined time during cooling operation. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 냉방운전시 상기 저압배관의 압력이 상기 미리 설정된 제1 값보다 낮도록 미리 설정된 제2 값 이하인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준부하이하인 것으로 판단하는 공기조화기의 제어방법.The control method of the air conditioner for determining that the air-conditioning load is less than the reference load when the state in which the pressure of the low pressure pipe is less than the second value set in advance so that the pressure of the low pressure pipe during the cooling operation for a predetermined time. . 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 공조부하가 상기 기준부하이하인 경우, 상기 압축기로의 가스 냉매의 주입이 중지되게 하는 공기조화기의 제어방법.And a control method of the air conditioner to stop the injection of the gas refrigerant into the compressor when the air conditioning load is less than or equal to the reference load. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 난방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제3 값 이하인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준부하를 초과한 것으로 판단하는 공기조화기의 제어방법.And controlling the air conditioner load to exceed the reference load when the pressure of the low pressure pipe maintains a state below a predetermined third value for a predetermined time during heating operation. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 난방운전시 상기 저압배관의 압력이 미리 설정된 제4 값 이상인 상태를 일정시간동안 유지하는 경우, 상기 공조부하가 상기 기준부하이하인 것으로 판단하는 공기조화기의 제어방법.The control method of the air conditioner for determining that the air conditioning load is less than the reference load when the state in which the pressure of the low pressure pipe during the heating operation is maintained for more than a predetermined fourth value for a predetermined time. 제21항에 있어서,The method of claim 21, 상기 공조부하가 상기 기준부하이하인 경우, 상기 압축기로의 가스 냉매의 주입이 중지되게 하는 공기조화기의 제어방법.And a control method of the air conditioner to stop the injection of the gas refrigerant into the compressor when the air conditioning load is less than or equal to the reference load.
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